BAB III LANDASAN TEORI
3.1 Kuda - Kuda Papan
Kuda-kuda papan adalah rangka kuda-kuda yang
komponen-komponennya terbuat dari papan-papan kayu yang didesain sedemikian rupa sehingga menjadi satu kesatuan stmktur yang memiliki sifat stabil terhadap seluruh kondisi pembebanan. Jika kuda-kuda tersebut menerima beban transversal maka komponen-komponennya akan menerima gaya aksial desak dan tarik, hal ini ditunjukkan pada tanda (+) untuk gaya tank dan (-) untuk gaya tekan seperti pada gambar (3.1). komponen struktur tekan yang terbuat dari papan kekuatannya
sering dibatasi oleh masalah instabilitas (tekuk).
Gambar 3.1 Kerangka Kuda-Kuda
Sambungan A mempakan contoh sambungan yang disambung dengan menggunakan Claw Nailplate dimana pelaksanaannya dilakukan di Pabrik dan B
disambung dengan menggunakan nop ( nail on plate ) dimana pelaksanaannya
dilakukan di lapangan.
3.2 Kepadatan Kayu
Kepadatan kayu berhubungan erat dengan Berat Jenis kayu dan kekuatan
kayu. Semakin ringan kayu, semakin kurang kekuatannya dan begitupun
sebaliknya.
3.2.1 Berat Jenis
Berat jenis kayu ialah Berat jenis dari kayu kering udara. Berat jenis
kayu diperoleh dari perbandingan berat kayu sesudah dikeringkan (oven) terhadap
volume kayu sesudah dikeringkan.3.2.2 Kekuatan Kayu
Setiap kayu memiliki susunan yang berbeda-beda. Oleh karena itu,
Lembaga Pusat Penyelidikan Kehutanan membagi-bagi kekuatan kayu Indonesia
dalam lima kelas kuat didasarkan kepada jenis kayu, seperti tabel berikut ini:
Tabel 3.1 Kekuatan Kayu
Kelas Berat Jenis Kekuatan Lengkung Kekuatan Tekan :
Kuat Absolut (kg/cm2) Absolut (kg/cm2)
I >0.90 > 1100 > 650
II 0.90 - 0.60 1100-725 650 - 425
III 0.60-0.40 725 - 500 425 - 300
IV 0.40-0.30 500 - 360 300-215
3.3 Penentuan Modulus Elastisitas ( E ) Kayu
Modulus Elastisitas ( E ) kayu dapat diperoleh dan diagram tegangan
regangan uji desak kayu yaitu dengan cara membagi antara tegangan dengai
egangan kayu pada batas antara elastis dan plastis.
re; Keterangan: E op ep = Modulus Elastisitas (kg / cm2) = Tegangan sebanding (kg / cm2) = Regangan sebanding op
EL
epGambar 3.2 Grafik Tegangan - Regangan
Tabel 3.2 Modulus Kenyal (E) kayu sejajarserat
Kelas kuat kayu Ell(kg/cm)
I 125.000
II 100.000
III 80.000
IV 60.000
10
3.4 Tegangan - Tegangan Ijin
Berdasarkan PKKI 1961, untuk keperluan perencanaan suatu konstruksi
perlu diketahui tegangan yang diijinkan bagi setiap kayu berdasarkan kelas
kuatnya seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut ini:
Tabel 3.3 Tegangan ijin kayu mutu A
Tegangan Ijin Kelas Kuat Jati (kg/cm2) I 11 Ill IV V all 150 100 75 50 - 130 ads oir' 130 85 60 45 - 110 ais1- 40 25 15 10 - 30 X 20 12 -8 5 - 15
Korelasi tegangan yng diperkenankan untuk kayu mum A:
alt =170g
ads'^au = 150g
ads-1 - 40 g
t// = 20 g
Keterangan : g = berat jeniskayu kering udara.
3.5 Alat Sambung Claw Nailplate
Claw Nailplate adalali alat sambung khusus produksi pryda yang bempa
plat baja galvanis dan memiliki paku - paku dimana paku tersebut menjadi satu
kesatuan di dalam plat dengan tebal paku 1 mm dan tinggi 8 mm.Contoh: - 3C1H= 3 adalah ukuran panjang plat (inci) = 3 inc x 25 mm = 75 mm
C menandakan jenis plat (claw)
1 adalali ukuran lebar plat (inci) = line x 25 mm = 25 mm
H adalah penambahan ukuran lebar plat yang nilainya 0.5 inci
(12 mm)
- 4C3 = plat jenis claw dengan ukuran 4 inc x 3 inc = 100 mm x 75 mm.
) C ) c
XT ^7"
Alat Sambung Claw Nailplate
n
LZ
rzz] z>
(Pot A - A)
4"
12
Pada contoh alat sambung 4C3 seperti diatas, dapat dihitung jumlah paku yang terdapat pada alat sambung tersebut. Dalam satu lubang terdapat 2 paku dengan kedalaman 8 mm. sedangkan dalam 1 inc, terdapat 2 lubang sehingga jumlah paku yang terdapat pada satu plat alat sambung tersebut adalah
48 buah. Seluruh alat sambung claw nailplate memiliki ketebalan plat sebesar 1
mm dan kedalaman 8 mm.
Rumus yang digunakan dalam perhitungan plat sambung :
P3
P4
Pi • P2
Gambar 3.4 GayaBatang pada sambungan A Pada Gambar 3.1
_ gaya batang terbesar j Lebar Plat/sisi =
Jumlah Paku/sisi =
Ntp x K / z
Untuk batang diagonal dan horizontal.
Digunakan rumus Hankinson untuk menentukan kekuatan satu paku pada an:
Npsejajar x Nptegak lums ^ ri
Npsejajar (sinew)2 +Nptegak lurus(coso?i)2
NanxK /2
(3.
Cava geser pada joint antara batang diagonal dan batang bawah (an):
Ns Longitudinal x Ns Lateral
Nsan =
Ns Longitudinal (sinan)2 + Ns Lateral (cosmi) (3.5)
Gaya geser/sisi> - !PLZZ1X1/- X (3.6)
Nsan n
pi -«- -• Pt
Gambar3.5 Gaya Batang pada sambungan B pada Gambar 3.1
Paku yang digunakan:
, , , . . . 1,15 xPt i/ n7v Jumlah paku/sisi > — —x /? (.-> •') Np x K ' *• Lebar Plat: Lebar Plat/sisi > —x V- (3-8) Ntpx K 71 Keterangan: P = Gaya batang ( N )
Ntp = Kekuatan yang diijinkan pada plat ( N/mm )
K = Faktor lamanya pembebanan (1.0)
Np = Perencanaan dasar pembebanan untuk desak ( N/ Paku ) Ns = Perencanaan dasar pembebanan untuk geser ( N / Paku ) a = Sudut antara batang diagonal dan horizontal
3.6 Kuat Tekan
Dalam buku Konstruksi Kayu Jilid I, Ir Suwarno W, 1976, menurut
Euler pada suatu batang dengan ujung-ujungnya bersendi dan tegangan pada
batang tersebut berada di bawah tegangan elastik (batas kenyal dan batas
sebanding) dapat dirumuskan:
Per =^4L
(3-9)
L2
Karena 1= A.i2, maka persamaan 3.11 dapat dinyatakan :
7t2.E.A.i2
pcr = ~2 (3.10)
Karena L/i = X, maka persamaan 3.12 dapat dinyatakan:
7V2.E.A
pcr = —
A2
atau bila dinyatakan dalam tegangan:
(3.11)
Q„ =^4
'cr - 2(3-12)
Keterangan: E = Modulus Elastis kayu // serat (kg/cm2), L = Panjang bentang
(cm), A= Luas tampang (cm2), X= angka kelangsingan, I = Inersiaminimum = 1/12. b'.h.
Rumus Euler tersebut dapat dipakai untuk X > 100. Jika X < 100 digunakan ramus dari Tetmayer, yaitu sebagai berikut:
ads = ads max ( 1 - a. X+ b. I2), jika dipakai untuk kayu menjadi peersamaan
garis lums dengan nilai a=0,00662 dan b = 0, sehingga persamaan menjadi :
acr=adsraaks. (1-0,00662.1) (3.13)
15
3.7 Kuat Tarik
Dari hitungan mekanika, gaya batang untuk merancang batang tarik
dapat diketahui besarnya.
Ptr
a i r
An
a t r (3.15;
Reduksi luas tampang pada batang tarik disebabkan oleh pemakaian alat sambung. Alat sambung tersebut memerlukan lubang pada kayu, sehingga luas tampang batang tarik menjadi berkurang. Perlemahan akibat lubang oleh alat sambung tersebut berbeda-beda besarnya tergantung dari alat sambung, penempatan alat sambung, ukuran kayu, dan lain sebagainya.
Tabel 3.4 Perlemahan Tampang Akibat Alat Sambung Jenis Alat Sambung Angka Perlemahan
(%)
Paku 10-15
Baut dan Gigi 20-25
Kokot dan Cincin Belah 20
Pasak Kayu 30
Perekat 0
3.8 Hubungan Beban - Lendutan
Lentur karena adanya beban akan menimbulkan lendutan secara
langsung. Kayu tidak mempunyai batas kenyal melainkan batas proporsional dan dalam prakteknya, batas proporsional dianggap sebagai batas kenyal seperti pada baja (Suwarno, 1976).
Hubungan beban-lendutan pada balok yang dibebani lentur dapat disederhanakan
menjadi bentuk bi-linier seperti pada Gambar 3.6.
Beban
Lendutan
Gambar 3.6 Hubungan beban dan lendulan
Suatu balok dukungan sederhana yang diberi beban memiliki suatu titik
dimana mom en akan mencapai maksimum (Lynn S. Beedle, 1958).
Berdasarkan pemyataan tersebut dapat disimpulkan semakin besar beban yang diberikan, semakin besar pula momen yang terjadi. Jika beban semakin besar, maka material yang terdeformasi semakin cepat dan defleksi juga semakin besar.
3.9 Hipotesis
Pengaku yang diletakkan pada batang tekan temtama pada batang - batang tepi atas, dimaksudkan guna menghindari dan atau mengurangi tekuk yang timbul pada papan kayu sehingga didapatkan panjang tekuk dari batang tekan mengecil.
Mengecilnya panjang tekuk akan diperoleh tegangan kritis yang besar. Hal mi
